Aurinkoenergia litium akkuon aurinkoenergian varastointijärjestelmän avainkomponentti, litiumakun suorituskyky on yksi avaintekijöistä akun energian varastointijärjestelmän suorituskyvyn määrittämisessä.
Aurinko-litiumparistoteknologian kehitystyönä on ollut kustannusten hallinta, litiumakkujen energiatiheyden ja tehotiheyden parantaminen, turvallisuuden käytön lisääminen, käyttöiän pidentäminen ja akun johdonmukaisuuden parantaminen jne. pääakselina, ja näiden elementtien parantaminen on edelleen litiumakku on tällä hetkellä suurimman haasteen edessä. Tämä johtuu pääasiassa ryhmästä yksikennoinen suorituskyky ja käyttöympäristön käyttö (kuten lämpötila) on eroja, joten aurinko-litiumparistojen suorituskyky on aina pienempi kuin akun huonoimman yksikennon.
Yksikennoisen suorituskyvyn ja käyttöympäristön epäjohdonmukaisuus ei vain vähennä aurinkolitiumpariston suorituskykyä, vaan vaikuttaa myös BMS-valvonnan tarkkuuteen ja akun turvallisuuteen. Joten mitkä ovat syyt aurinkoenergian litiumakun epäjohdonmukaisuuteen?
Mikä on litium-aurinkopariston konsistenssi?
Litium-aurinkoakun akun johdonmukaisuus tarkoittaa, että jännite, kapasiteetti, sisäinen vastus, käyttöikä, lämpötilavaikutus, itsepurkautumisnopeus ja muut parametrit pysyvät erittäin tasaisina ilman suuria eroja sen jälkeen, kun sama yksikennon erittelymalli muodostaa akun.
Litium-aurinkoakun johdonmukaisuus on kriittinen tasaisen suorituskyvyn varmistamiseksi, riskien vähentämiseksi ja akun käyttöiän optimoimiseksi.
Aiheeseen liittyvää luettavaa: mitä vaaroja epäjohdonmukaiset litiumakut voivat aiheuttaa?
Mikä aiheuttaa aurinko-litiumparistojen epäjohdonmukaisuuden?
Akun epäjohdonmukaisuus aiheuttaa usein aurinko-litiumparistoja pyöräilyprosessissa, kuten liiallisen kapasiteetin heikkenemisen, lyhyemmän käyttöiän ja muita ongelmia. Aurinko-litiumparistojen epäjohdonmukaisuuteen on monia syitä, lähinnä valmistusprosessissa ja prosessin käytössä.
1. Yksittäisten litiumrautafosfaattiakkujen parametrien erot
Litiumrautafosfaattimonomeeriakkujen tilaerot sisältävät pääasiassa monomeeriakkujen alkuerot ja käyttöprosessin aikana syntyneet parametrien erot. Akun suunnittelussa, valmistuksessa, varastoinnissa ja käytössä on useita hallitsemattomia tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa akun koostumukseen. Yksittäisten kennojen yhtenäisyyden parantaminen on edellytys akkujen suorituskyvyn parantamiselle. Litiumrautafosfaatin yksisoluisten parametrien vuorovaikutukseen, nykyiseen parametritilaan vaikuttavat alkutila ja ajan kumulatiivinen vaikutus.
Litiumrautafosfaattiakun kapasiteetti, jännite ja itsepurkautumisnopeus
Litiumrautafosfaattiakun kapasiteetin epäjohdonmukaisuus tekee jokaisen yksittäisen kennon akun purkaussyvyydestä epäjohdonmukaisen. Akut, joiden kapasiteetti on pienempi ja suorituskyky on huonompi, saavuttavat täyden lataustilan aikaisemmin, jolloin suuren kapasiteetin ja hyvän suorituskyvyn omaavat akut eivät saavuta täyttä lataustilaa. Litiumrautafosfaattiakun jännitteen epäjohdonmukaisuus johtaa siihen, että yhden kennon rinnakkaiset akut lataavat toisiaan, korkeamman jännitteen akku antaa alhaisemman jännitteen akun latauksen, mikä nopeuttaa akun suorituskyvyn heikkenemistä, koko akun energian menetystä. . Suuri itsepurkautumisnopeus akun kapasiteetin menetyksestä, litiumrautafosfaattiakun itsepurkautumisnopeuden epäjohdonmukaisuus johtaa eroihin akun lataustilassa, jännitteessä, mikä vaikuttaa akun suorituskykyyn.
Yhden litiumrautafosfaattiakun sisäinen vastus
Sarjajärjestelmässä yksittäisen litiumrautafosfaattiakun sisäisen resistanssin ero johtaa kunkin akun latausjännitteen epäjohdonmukaisuuteen, suuren sisäisen resistanssin omaava akku saavuttaa yläjänniterajan etukäteen ja muita akkuja ei välttämättä lataudu täyteen tällä kertaa. Akuilla, joilla on suuri sisäinen vastus, on suuri energiahäviö ja ne tuottavat suurta lämpöä, ja lämpötilaero lisää sisäisen vastuksen eroa entisestään, mikä johtaa noidankehään.
Rinnakkaisjärjestelmä, sisäinen resistanssiero johtaa kunkin akun virran epäjohdonmukaisuuteen, akun jännitteen virta muuttuu nopeasti, joten jokaisen yksittäisen akun lataus- ja purkaussyvyys on epäjohdonmukainen, jolloin järjestelmän todellinen kapasiteetti on suunnitteluarvoa on vaikea saavuttaa. Akun käyttövirta on erilainen, sen suorituskyky prosessin käytössä tuottaa eroja ja vaikuttaa viime kädessä koko akun käyttöikään.
2. Lataus- ja purkuolosuhteet
Latausmenetelmä vaikuttaa aurinko-litium-akun lataustehokkuuteen ja lataustilaan, ylilataus ja ylipurkaus vahingoittavat akkua, ja akkupakkaus näyttää epäjohdonmukaisuuksia useiden lataus- ja purkukertojen jälkeen. Tällä hetkellä litiumioniakuille on olemassa useita lataustapoja, mutta yleisimmät ovat segmentoitu vakiovirtalataus ja vakiovirtalataus vakiojännitelatauksella. Jatkuva lataus on ihanteellinen tapa suorittaa turvallinen ja tehokas täysi lataus; vakiovirta- ja vakiojännitelataus yhdistää tehokkaasti vakiovirtalatauksen ja vakiojännitelatauksen edut, yleisen vakiovirtalatausmenetelmän ratkaiseminen on vaikeaa tarkasti täyteen lataukseen, välttäen vakiojännitelatausmenetelmää virran alkuvaiheen latauksessa. liian suuri, jotta akku voi vaikuttaa akun toimintaan, yksinkertainen ja kätevä.
3. Käyttölämpötila
Aurinkoenergian litiumparistojen suorituskyky heikkenee merkittävästi korkeassa lämpötilassa ja suuressa purkautumisnopeudessa. Tämä johtuu siitä, että litiumioniakku korkeissa lämpötiloissa ja korkean virran käytössä aiheuttaa katodiaktiivisen materiaalin ja elektrolyytin hajoamisen, mikä on eksoterminen prosessi, lyhyt aika, kuten lämmön vapautuminen, voi johtaa akun omaan lämpötila nousee entisestään, ja korkeammat lämpötilat kiihdyttävät hajoamisilmiötä, noidankehän muodostumista, akun nopeutettua hajoamista ja suorituskyvyn heikkenemistä. Siksi, jos akkua ei hallita kunnolla, se aiheuttaa peruuttamattoman suorituskyvyn heikkenemisen.
Aurinko-litiumpariston suunnittelu ja käyttö ympäristöerot aiheuttavat lämpötilaympäristön yhden solun ei ole johdonmukainen. Kuten Arrheniuksen laki osoittaa, akun sähkökemiallinen reaktionopeusvakio on eksponentiaalisessa suhteessa asteeseen, ja akun sähkökemialliset ominaisuudet ovat erilaisia eri lämpötiloissa. Lämpötila vaikuttaa akun sähkökemiallisen järjestelmän toimintaan, coulombiseen hyötysuhteeseen, lataus- ja purkauskykyyn, lähtötehoon, kapasiteettiin, luotettavuuteen ja käyttöikään. Tällä hetkellä päätutkimus tehdään lämpötilan vaikutuksen kvantifioimiseksi akkupakkausten epäjohdonmukaisuuteen.
4. Akun ulkoinen piiri
Liitännät
Vuonna akaupallinen energian varastointijärjestelmä, litiumaurinkoakut kootaan sarjaan ja rinnan, joten akkujen ja moduulien välillä tulee olemaan monia kytkentäpiirejä ja ohjauselementtejä. Kunkin rakenneosan tai komponentin erilaisen suorituskyvyn ja vanhenemisnopeuden sekä kussakin liitäntäpisteessä kulutetun energian epäjohdonmukaisuuden vuoksi eri laitteilla on erilainen vaikutus akkuun, mikä johtaa epäjohdonmukaiseen akkujärjestelmään. Epäjohdonmukaisuudet akun kulumisnopeudessa rinnakkaisissa piireissä voivat nopeuttaa järjestelmän heikkenemistä.
Liitoskappaleen impedanssi vaikuttaa myös akun epäjohdonmukaisuuteen, liitäntäkappaleen vastus ei ole sama, napa yhden kennohaarapiirin resistanssiin on erilainen, pois akun napasta, koska liitoskappale on pidempi ja vastus on suurempi, virta on pienempi, liitoskappale saa napaan kytketty yksikenno ensimmäisenä saavuttamaan katkaisujännitteen, mikä vähentää energian käyttöä, mikä vaikuttaa akku ja yksikennoinen vanheneminen etukäteen johtavat kytketyn akun ylilataukseen, mikä johtaa akun turvallisuuteen. Yksikennon varhainen vanheneminen johtaa siihen liitetyn akun ylilataukseen, mikä voi aiheuttaa turvallisuusriskejä.
Kun akun jaksojen lukumäärä kasvaa, se aiheuttaa ohmisen sisäisen resistanssin lisääntymisen, kapasiteetin heikkenemisen ja ohmisen sisäisen resistanssin suhde liitoskappaleen resistanssiarvoon muuttuu. Järjestelmän turvallisuuden varmistamiseksi on otettava huomioon liitoskappaleen vastuksen vaikutus.
BMS-tulopiiri
Akunhallintajärjestelmä (BMS) takaa akkupakkausten normaalin toiminnan, mutta BMS-tulopiiri vaikuttaa haitallisesti akun koostumukseen. Akkujännitteen valvontamenetelmiä ovat tarkkuusvastusjännitteen jakaja, integroitu sirunäytteenotto jne. Näillä menetelmillä ei voida välttää näytteenottoa linjan kuormittamaton vuotovirta, joka johtuu vastuksen ja piirilevyn polkuista, ja akun hallintajärjestelmän jännitteen näytteenoton tuloimpedanssi lisää akun varaustilan epäjohdonmukaisuus (SOC) ja vaikuttaa akun suorituskykyyn.
5. SOC-arviointivirhe
SOC-epäjohdonmukaisuus johtuu yksittäisen kennon alkuperäisen nimelliskapasiteetin epäjohdonmukaisuudesta ja yksittäisen kennon nimelliskapasiteetin heikkenemisnopeuden epäjohdonmukaisuudesta toiminnan aikana. Rinnakkaispiirissä yksittäisen kennon sisäisen resistanssin ero aiheuttaa epätasaisen virran jakautumisen, mikä johtaa SOC:n epäjohdonmukaisuuteen. SOC-algoritmeihin kuuluvat ampeeriaikaintegrointimenetelmä, avoimen piirin jännitemenetelmä, Kalman-suodatusmenetelmä, hermoverkkomenetelmä, sumea logiikkamenetelmä ja purkaustestimenetelmä jne. SOC-estimointivirhe johtuu yksittäisen solun alkuperäisen nimelliskapasiteetin epäjohdonmukaisuudesta ja yksittäisen kennon nimelliskapasiteetin heikkenemisnopeuden epäjohdonmukaisuus käytön aikana.
Ampeeriaika-integrointimenetelmällä on parempi tarkkuus, kun aloituslataustilan SOC on tarkempi, mutta Coulombic-tehokkuuteen vaikuttavat suuresti akun lataustila, lämpötila ja virta, jota on vaikea mitata tarkasti, joten ampeeriaikaintegrointimenetelmän on vaikea täyttää varaustilan arvioinnin tarkkuusvaatimukset. Avopiirin jännitemenetelmä Pitkän lepotilan jälkeen akun avoimen piirin jännitteellä on selvä toiminnallinen suhde SOC:hen ja SOC:n arvioitu arvo saadaan mittaamalla napajännite. Avopiirin jännitemenetelmän etuna on korkea estimointitarkkuus, mutta myös pitkän lepoajan haittapuoli rajoittaa sen käyttöä.
Kuinka parantaa litium-aurinkopariston johdonmukaisuutta?
Paranna aurinkolitiumparistojen johdonmukaisuutta tuotantoprosessissa:
Ennen aurinko-litiumparistopakkausten valmistusta on tarpeen lajitella litiumrautafosfaattiakut sen varmistamiseksi, että moduulin yksittäiset kennot käyttävät yhdenmukaisia eritelmiä ja malleja, sekä testata yksittäisten kennojen jännite, kapasiteetti, sisäinen vastus jne. varmistaa aurinko-litium-akkujen alkuperäisen suorituskyvyn yhdenmukaisuuden.
Käyttö- ja huoltoprosessin valvonta
Akun reaaliaikainen seuranta BMS:n avulla:Akun reaaliaikainen seuranta käyttöprosessin aikana voidaan tarkkailla reaaliajassa käyttöprosessin johdonmukaisuutta. Yritä varmistaa, että aurinko-litiumpariston käyttölämpötila pysyy optimaalisella alueella, mutta yritä myös varmistaa lämpötilaolosuhteiden yhdenmukaisuus akkujen välillä varmistaaksesi tehokkaasti akkujen välisen suorituskyvyn yhdenmukaisuuden.
Ota käyttöön järkevä valvontastrategia:minimoi akun purkaussyvyys mahdollisimman paljon, kun lähtöteho on sallittu, BSLBATT:ssa aurinkolitiumparistomme on yleensä asetettu enintään 90 %:n purkaussyvyyteen. Samaan aikaan akun ylilatauksen välttäminen voi pidentää akun käyttöikää. Vahvista akun huoltoa. Lataa akkua pienellä virtahuollolla tietyin väliajoin ja kiinnitä huomiota myös puhdistukseen.
Lopullinen johtopäätös
Akun epäjohdonmukaisuuden syyt ovat pääasiassa kahdessa akun valmistuksen ja käytön näkökulmassa, Li-ion-akkupakkausten epäjohdonmukaisuus aiheuttaa usein energiaa varastoivan akun liian nopean kapasiteetin heikkenemisen ja lyhyemmän käyttöiän pyöräilyprosessin aikana, joten se on erittäin tärkeää aurinko-litiumparistojen johdonmukaisuuden varmistamiseksi.
Samoin on myös erittäin tärkeää valita ammattimaiset aurinkolitiumparistojen valmistajat ja toimittajat,BSLBATTtestaa jokaisen LiFePO4-akun jännitteen, kapasiteetin, sisäisen resistanssin ja muut näkökohdat ennen jokaista tuotantoa ja pitää jokaisen aurinkolitiumpariston tasaisena ohjaamalla sitä tuotantoprosessissa. Jos olet kiinnostunut energian varastointituotteistamme, ota yhteyttä saadaksesi parhaan jälleenmyyjähinnan.
Postitusaika: 03.09.2024